Polymery a plasty v praxi POLYESTERY & POLYESTERY

Polymery a plasty v praxi POLYESTERY & POLYESTERY
RNDr. Ladislav Pospíšil, CSc. POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

POLYESTERY – trochu chemie
Na rozdíl od PE, PP, PVC a PS vznikají POLYKONDENZACÍ (co to je, rozdíl od např. radikálově iniciované polymerace) POLYKONDENZACE – zde funkční skupiny –OH a –COOH Termoplastické polyestery Termosetické polyestery POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

POLYESTERY - trochu chemie
TECHNICKÝ NÁZEV: POLYESTER TRIVIÁLNÍ NÁZEV (příklad): polyethylentereftalát Zkratka (příklad): PETP, PBTP, .. PET – nesprávná zkratka IUPAC název (příklad): poly(oxyethylenoxytereftaloyl) POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

Termosetické polyestery
Termoplastické polyestery Polyethylentereftalát, zkratka: PETP Polybutylentereftalát, zkratka: PBTP Termosetické polyestery Patří sem mnoho polymerů různého složení, zkratka: UP (Unsaturated Polyesters – NENASYCENÉ POLYESTERY), POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

POLYESTERY – MATERIÁLY BEZPOČTU POUŽITÍ
Termoplastické polyestery Vstřikování, hlavně jako kompozity se skleněným vláknem Vytlačování Vlákna & monofily (nejrozšířenější vlákno na světě, cca. 40 mil t/rok), data se mění k vyššším > ČÍNA Fólie Vázací pásky Desky VYFUKOVÁNÍ lahví - od roku 1973 (USA) POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

POLYAMIDY versus POLYESTERY
TERMOPLASTICKÉ POLYESTERY POLYAMIDY SEMIKRYSTALICKÝ TERMOPLAST Krystalinita jen 30 – 50 % hmot. PA6 Tg (SUCHÝ) 70 °C Tm 220 °C PA66 Tg (SUCHÝ) 80 °C Tm 264 °C NASÁKAVOST VODY: jednotky % hmot. SEMIKRYSTALICKÝ TERMOPLAST Krystalinita jen 30 – 50 % hmot PBTP Tg 50 °C Tm 220 °C PETP Tg 67 °C Tm 266 °C NASÁKAVOST VODY: DESETINY % hmot. . POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

POLYAMIDY versus POLYESTERY
TERMOPLASTICKÉ POLYESTERY Vstřikování – Vlákna - Ż Fólie – Ż Desky – Ż Láhve – Ż Vstřikování - Ż Vlákna – Fólie – Desky – Ż Láhve – POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

Termoplastické polyestery - PBTP
Polybutylentereftalát, zkratka: PBTP Použití: hlavně vstřikování jako kompozit s krátkými skleněnými vlákny Ostatní technologie (vytlačování, vyfukování) jsou minoritní HLAVNÍ NEDOSTATEK PBTP i PETP oproti POLYAMIDŮM je NÍZKÁ HOUŽEVNATOST Dalším je vysoká citlivost na vlhkost při zpracování, nutno sušit < 0,03 % vody POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

Termoplastické polyestery - PETP
Polyethylentereftalát, zkratka: PETP Použití: hlavně vlákna (zvlákňování z taveniny) Kablík (nekonečné vlákno) Hedvábí a kord (nekonečné vlákno) Střiž (krátká vlákna) > směsování s vlnou, bavlnou, atd. Dloužení dvoustupňově, pak srážení nebo fixace Kopolykondenzace – kyselina isoftalová nebo 5-sulfoizoftalová > BARVITELNOST POVRCHOVĚ, jinak jen ve hmotě (barviva a pigmenty – čím se liší?) POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

Young's modulus (E) 2800–3100 MPa tuhost dobrá Tensile strength(σt) 55–75 MPa pevnost OK notch test 3.6 kJ/m2 HOUŽEVNATOST MIZERNÁ Glass transition temperature (Tg) 67 to 81 °C nekrystalické části ! Vicat B 82 °C vtlačení kruhové jehly 1 mm2 do hloubky 1 mm linear expansion coefficient (α) 7×10−5/K slušné, lepší než PP i PE Water absorption (ASTM) 0.16 VÝBORNÉ! SPORTOVNÍ OŠACENÍ! POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

Properties Molecular formula (C10H8O4)n[1] Molar mass variable Ale nižší než PP i PE, protože to je polykondenzát Density 1.38 g/cm3 (20 °C),[2] amorphous: g/cm3,[1] single crystal: g/cm3[1] Proto nelze při recyklaci oddělit od PVC flotačně Melting point > 250 °C,[2] 260 °C[1] Boiling point > 350 °C (decomposes) Při hoření neskapává, na rozdíl od PP, PE a PA, což je dobré Solubility in water practically insoluble[2] To se dá čekat! Thermal conductivity 0.15[3] to 0.24 W m−1 K−1[1] Kovy mají desítky až stovky POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

Charakterizují se viskozitou v roztoku, většinou LOGARITMICKÉ VISKOZITNÍ ČÍSLO (LVČ) VYŠŠÍ LVČ > VYŠŠÍ MW Nyní se objevují snahy používat i zde INDEX TOKU TAVENINY Já dávám přednost : LOGARITMICKÉ VISKOZITNÍ ČÍSLO Jsou i jiné viskozitní charakteristiky PETP v roztoku POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

LOGARITMICKÉ VISKOZITNÍ ČÍSLO (LVČ)
Fiber grade 0.40–0.70 Textile 0.72–0.98 Technical, tire cord Film grade 0.60–0.70 BoPET (biaxially oriented PET film) 0.70–1.00 Sheet grade for thermoforming Bottle grade 0.70–0.78 Water bottles (flat) 0.78–0.85 Carbonated soft drink grade Monofilament, engineering plastic 1.00–2.00 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

Kyselina 5-sulfo sodium izoftalová Kyselina izoftalová POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

Termoplastické polyestery – PETP fólie I
Neorientované Cca. 60 – 600 mm Použití termoforming – blistrové balení Často využíván recyklát z lahví Koextruze s PETG (A-B nebo A-B-A > lepší svařitelnost), PETG je vrstvou A POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

Termoplastické polyestery – PETP fólie II
ORIENTOVANÉ Většinou BIAXIÁLNÍ ORIENTACE (BOPET) Cca. 10 – 150 mm Použití – balení a elektrotechnika Často koextruze s PP či PE (A-B nebo A-B-A > lepší svařitelnost), PP či PE je vrstvou A Téměř nikdy není využíván recyklát z lahví POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

Termoplastické polyestery – PETP fólie II (BOPETP)
POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

Termoplastické polyestery – PETP fólie III (termoforming)

PETP fólie v práci restaurátora a konzervátora
Separační fólie při zažehlování (obdobou jsou fólie na pečení) > lze jít do cca. 200 °C Transparentní obálky na dokumenty Tkané i netkané podložky při restaurování obrazů (RENTOALÁŽ - CO TO JE?) POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_7 - 2016
PETP fólie na pečení VÝHODA PETP VLÁKEN: Možnost opatrného žehlení POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

Termoplastické polyestery PETP láhve
DRUHÉ NEJROZŠÍŘENĚJŠÍ POUŽITÍ Začátek roce 1973 v USA Postupně vytlačil z balení minerálek a dalších nealkoholických nápojů PVC Technologie: ISBM (Injection Stretch Blow Moulding) Předlisek > ohřátí > rozfouknutí Vratné X nevratné láhve Recyklace PETP POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

Od monomeru k výrobku PETP klasický postup z NEOBNOVITELNÝCH ZDROJŮ
Ropa > destilace > pyrolýzní BENZIN Štěpení na kratší uhlovodíky > dělení produktů > ethylen Ethylenoxid Ethylenglykol POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

Od monomeru k výrobku PETP Biopostup z OBNOVITELNÝCH ZDROJŮ
GREEN PETP > cukrová třtina > sacharóza > ethanol > dehydratace ETHYLEN Ethylenoxid Ethylenglykol POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

klasický postup NEOBNOVITELNÉ ZDROJE
Biopostup OBNOVITELNÉ ZDROJE Versus klasický postup NEOBNOVITELNÉ ZDROJE ZÁKLADEM JE VŽDY ETHYLEN ODLIŠNOST JE JEN V JEHO ZDROJI VLASTNÍ POLYKONDENZACE MUSÍ BÝT STEJNÁ POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

V čem to může spočívat? škrob etanol etylén etylenoxid ETYLÉNGLYKOL POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

Hydrolýza ethylenoxidu Vedlejší reakce Diacetylace a jeho následná hydrolýza Vedlejší reakce Nejmodernější postup POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

About six years ago, the beverage giant the Coca-Cola Company (Atlanta, Georgia / United States; had presented the first "Plant Bottle" produced 30 percent based on renewable raw materials. Now, the former vision of a bottle 100% Bio based was fulfilled. At the "World Expo - Milan" ( the company has introduced a fully recyclable bottle, whose raw materials comes from sugar cane and the remains of its processing. Visually and functionally it does not differ from the Cola bottles from traditional PET, it is said from Atlanta. "Today a pioneering milestone for the packaging portfolio of our company is used," R&D Chief Nancy Quan explains the significance of the premiere for Coca-Cola. The consumer-oriented company seeking sustainability for the packaging (see most recently the KIWeb of the ) for a long time. The "Plant Bottle" be used in the future in several size variants for water, sparkling, juice and tea drinks. The brand is today known in more than 40 countries around the world. POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

09 Jun 2015: Coca-Cola produces the first PET bottle made entirely from plants PlantBottle packaging pushes the boundaries on sustainable innovation by using groundbreaking technology to create a fully recyclable plastic bottle made from renewable plant materials. PlantBottle packaging is TheCoca-ColaCompany’s vision to develop a more responsible plant-based alternative to packaging traditionally made from fossil fuels and other non-renewable materials. PlantBottle packaging uses patented technology that converts natural sugars found in plants into the ingredients for making PET plastic bottles. The packaging looks, functions and recycles like traditional PET but has a lighter footprint on the planet and its scarce resources. Nancy Quan, Global Research and Development Officer, TheCoca-ColaCompany said “Today is a pioneering milestone within our Company’s packaging portfolio. Our vision was to maximize game-changing technology, using responsibly sourced plant-based materials to create the globe’s first fully recyclable PET plastic bottle made entirely from renewable materials. We are delighted to unveil the first bottles here at World Expo - a world-class exhibition where sustainable innovation is celebrated.” PlantBottle packaging maintains the high quality package consumers expect but with the added benefit of being made from renewable materials. It can be used for a variety of packaging sizes and across water, sparkling, juice and tea beverage brands. Today, the company uses sugarcane and waste from the sugarcane manufacturing process to create PlantBottle packaging. Both materials meet TheCoca-ColaCompany’s established sustainability criteria used to identify plant-based ingredients for PlantBottle material. These guiding principles include demonstrating improved environmental and social performance as well as avoiding negative impacts on food security. TheCoca-ColaCompany plans to continue investment in its award-winning PlantBottle packaging. More information: POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

Kde se můžete dovědět více?
Přednášky – PŘÍRODNÍ POLYMERY STUDIUM LITERATURY – ČLÁNKY, PATENTY, ……………. POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

PETP versus PETG PETP PETG Etylenglykol + kyselina tereftalová (para kyselina) Krystalyzuje KRYSTALICKÁ ČÁST > vysoký b.t. (Tm) > 245 – 250 °C AMORFNÍ ČÁST >Tg > cca. 70 °C G – glassy = amorfní Etylenglykol & jiné dioly + kyselina tereftalová a jiné izomery kyseliny ftalové Nekrystalyzuje Tg > cca. 70 °C, podle složení POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

PETP versus PETG phthalic acid isophthalic acid terephthalic acid (ortho-phthalic acid) (meta-phthalic acid) (para-phthalic acid) Diethylenglykol Ethylenglykol POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

PETG – výroba lahví extruzní vyfukování (Extrusion Blow Moulding)

PETP vlákna (PET, PES český název)
STARÁ DATA DNES JE PET VLÁKNA cca. 40 mil. t/rok POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

PETP recyklace a použití recyklátu
Fyzikální recyklace – dominantní > PŘEDNÁŠKY Chemická recyklace (děláno v LABORATORNÍCH CVIČENÍCH) – v praxi zatím málo výrobních jednotek Použití recyklátu Vlákna jako STŘIŽ > ČLR > textilní výrobky > „mezikontitentální PETovod“ Vázací pásky Fólie na termoforming Kompozity na vstřikování Orientované pásky textilní POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

POLYESTERY – MATERIÁLY BEZPOČTU POUŽITÍ
Výzkum a vývoj termosetických polyesterů má centrum v Pardubicích, a to jak na TU (dříve VŠCHT) Pardubice, tak ve výzkumném ústavu SYNPO (dříve VÚSPL) Kompozitní materiály se skleněným vláknem Lepidla Tmely Nátěrové hmoty (alkydy) POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

Nátěrové hmoty (alkydy)
Dikarboxylová kyselina nebo její anhydrid + Alkoholy s třemi nebo čtyřmi –OH skupinami PŘÍKLAD: Kys. Ftalová (ftalahydrid) Glycerol nebo pentaerytritol Pro zlepšení rozpustnosti se přidávají mastné kyseliny a/nebo kalafuna POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

POLYESTEROVÁ lepidla a tmely
Rozdíly LEPIDLA – obvykle nízkoviskózní, bez anorganických plniv, nanášejí se jen v tenké vrstvě TMELY – středně až vysokoviskózní, obsahují organická (např. dřevitá moučka) nebo anorganická plniva (kovové prášky, vápenec, mastek atd.) případně i pigmenty a barviva, nanášejí se v silné vrstvě, zaplňují spáry atd. POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

UP dávají možnost téměř nekonečného množství receptur tmelů
POLYESTEROVÉ tmely UP dávají možnost téměř nekonečného množství receptur tmelů POLYMERBETON – směs UP + písek + kamenivo + cement + anorganická plniva + pigmenty + … > restaurování kamene, jinak technické použití (ACO Přibyslav) Tmely s dřevitou moučkou – opravy dřeva. Moučku lze mít různé zrnitosti i druhu dřeva, možnost dobarvení POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

POLYESTEROVÉ kompozitní materiály se skleněným vláknem
UP = Roztoky nenasycených polyesterů v polymerace schopných monomerech Při vytvrzování (síťování) dochází k reakci (obvykle iniciované peroxidy) nenasycených polyesterů a nenasyceného monomeru (obvykle styrén) POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

NENASYCENÉ POLYESTERY
A - PŘED VYTVRZENÍM B - PO VYTVRZENÍ POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

NENASYCENÉ POLYESTERY - vytvrzování
A - PŘED VYTVRZENÍM B - PO VYTVRZENÍ POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

Kyselinová složka – obvykle maleinanhydrid či kyselina fumarová Diolová složka – obvykle etyleglykol nebo propylenglykol Síťující monomer – obvykle styrén Iniciátor – redox systém na bázi organického peroxidu UP jsou zásadně dvousložkové POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

Výroba UP v České republice – SPOLCHEMIE Ústí nad Labem Lepidla a tmely na bázi UP v České republice - SPOLCHEMIE a různé menší firmy Prepregy – co to je, použití POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

POLYESTEROVÉ Prepregy
Skleněná tkanina je prosycena , včetně iniciátoru a dalších aditiv (např. pigmenty, zahušťovače atd.) UP (při dané teplotě není iniciace) s min. obsahem styrénu Potaženo LDPE fólií, která se nelepí na UP (má separační prostředky) Udělá se z toho návin a je uloženo U zpracovatele se udělá přířez Vytopený lis Výrobek POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

Lepení POLYESTERŮ Používají se nenasycené polyestery > UP Proti stékání se přidávají plniva, nejlepší je asi SiO2 s řetízkovou strukturou primárních nanočástic „Fumed silica“ > TIXOTROPNÍ VLASTNOSTI > teče je je-li vystaven smykovému napětí Pružnost spoje > delší –CH2- řetězec dikarboxylové kyseliny nebo dialkoholu (kys. adipová, dietylenglykol) POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

Co si můžete udělat v laboratorních cvičeních ohledně POLYESTERŮ?
Vytvrzování nenasycených polyesterů Chemická recyklace PETP v alkalickém prostředí POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYESTERY_

Polymery a plasty v praxi POLYESTERY & POLYESTERY

Podobné prezentace

Prezentace na téma: "Polymery a plasty v praxi POLYESTERY & POLYESTERY"— Transkript prezentace:

Podobné prezentace

O projektu

Kontaktní formulář

Přihlásit se

Přihlásit se přes sociální síť:

Polymery a plasty v praxi POLYESTERY & POLYESTERY

Podobné prezentace

Prezentace na téma: "Polymery a plasty v praxi POLYESTERY & POLYESTERY"— Transkript prezentace:

Podobné prezentace

O projektu

Kontaktní formulář